土壤污染主要因素和修復(fù)方法的建設(shè)路徑研究*

張希鷗 ， 趙卉琳 ， 郝曉暉

（呼和浩特職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

隨著社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展，土壤污染問題逐漸成為社會聚焦、人民大眾關(guān)切的重點難點問題，也是亟待解決的環(huán)境問題，尤其是在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實踐過程中，更應(yīng)注重土壤污染的修復(fù)，只有這樣才能切實保護生態(tài)環(huán)境[1]。因此，土壤環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)乎土壤耕地質(zhì)量、水源安全、農(nóng)產(chǎn)品安全和人居環(huán)境健康的整體發(fā)展[2]。習(xí)近平總書記多次指出，要著力加強對重金屬污染和土壤污染的綜合治理；李克強總理提出，要重拳強化土壤污染治理，并將土壤污染治理作為污染戰(zhàn)役的三大攻堅戰(zhàn)之一。為此，我國相繼出臺了《中華人民共和國土壤污染防治法》《土壤污染防治行動計劃》等[3-4]，土壤污染治理工作迎來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。由于現(xiàn)代化進程持續(xù)加快和城鄉(xiāng)一體化的不斷融合，我國城市、鄉(xiāng)村土地資源逐漸受到農(nóng)藥化肥、工業(yè)“三廢”、生活垃圾和污水的侵蝕[5]，土壤污染問題愈發(fā)嚴(yán)重。

1 土壤污染的現(xiàn)狀

土壤污染主要是指在土壤中涉及的污染物質(zhì)指標(biāo)高于國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致土壤部分功能逐漸喪失，使土壤有機物質(zhì)、養(yǎng)分等營養(yǎng)指標(biāo)降低，對作物的健康生長和人居環(huán)境造成一定影響[6]。目前，我國土壤污染情況不容樂觀，相關(guān)調(diào)查顯示[7]，我國接近50%的土壤面積存在中度、重度污染，其中將近23%土壤被認(rèn)定無法正常使用。即使輕度污染的土壤中，近乎30%土壤面積涉及微度污染，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會涉及重金屬污染、土壤板結(jié)等問題，工業(yè)區(qū)會涉及大量的不可降解與輻射物質(zhì)的排放，生活區(qū)會涉及污染排放、生態(tài)環(huán)境惡化等問題[8]。

土壤污染來源主要為有機物污染、重金屬污染、放射性元素污染三個層面[9]。對于有機物污染而言，主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各類工業(yè)肥料和化肥。這類有機物污染含有很多致癌物質(zhì)，我國很多地區(qū)土壤監(jiān)測中有機物污染超過國家標(biāo)準(zhǔn)。對于重金屬污染而言，主要來源是城市、工業(yè)污染物排放，尤其是工業(yè)化占據(jù)地位的時代，我國土壤重金屬污染面積也在逐漸增加。此外，土壤重金屬污染很難降解，治理相對困難，尤其是污水灌溉區(qū)的重金屬污染面積超過其他類型土壤污染面積的60%[10]，加之重金屬污染還會影響到糧食安全，造成極大的經(jīng)濟損失。對于放射性元素污染而言，其主要來源于科研、醫(yī)療、生物等因素，導(dǎo)致很多放射性元素進入到土壤中，造成土壤污染問題。放射性元素土壤污染會導(dǎo)致所處的食物鏈前端受到影響，會直接造成人體傷害，引起白血病和各類遺傳性疾病。

2 土壤污染的主要因素

2.1 化肥和農(nóng)藥的過量使用

每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥使用量超過4 000萬t，長期使用會造成耕地出現(xiàn)土壤板結(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致土壤孔隙度降低，保水保養(yǎng)能力逐漸下降，最終加劇土壤污染。從農(nóng)藥使用角度分析，農(nóng)藥中很多有毒有害物質(zhì)會通過農(nóng)作物的果實、種子、莖葉進入人體，危害人體和牲畜的健康。目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中平均每畝使用農(nóng)藥超過10 kg，這些農(nóng)藥會通過生物或者非生物介質(zhì)產(chǎn)生很多無機物，并長期沉淀或依附在土壤當(dāng)中，嚴(yán)重制約著生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。近年來，我國雖采取了化肥增效、有機肥代替、綠色種植、秸稈還田等措施，但整體上相關(guān)技術(shù)還未大面積推廣，無法很好地起到土壤污染防治的效果。

2.2 重金屬和大氣污染物的排放

現(xiàn)階段，我國土壤重金屬問題日漸加劇，土壤和農(nóng)產(chǎn)品的重金屬指標(biāo)均超標(biāo)，尤其是鉛、汞、砷、銅等元素表現(xiàn)得較為明顯，制約著生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展。目前，我國采取相關(guān)措施治理重金屬污染問題，通過強化環(huán)保執(zhí)法能力減少重金屬的排放，但受多方面因素制約，未從根本上解決土壤重金屬污染問題。此外，大氣污染也是造成土壤污染的重要因素之一，比如，碳氧化物和硫化物等物質(zhì)會通過降雨等形式依附到土壤當(dāng)中，造成土壤出現(xiàn)不同程度的酸化、鹽堿化等問題。當(dāng)然，工業(yè)冶金、煤炭排放的各類粉塵也會通過不同類型的介質(zhì)在土壤中沉淀，且這種類型的土壤問題的影響范圍極其廣泛，不僅污染土壤資源，而且會造成周圍生態(tài)的破壞。

2.3 污水排放

污水污染主要來源于污水灌溉，現(xiàn)階段我國很多林果業(yè)、農(nóng)田灌溉主要使用了中水灌溉，中水主要來源于工業(yè)廢水，會攜帶很多污染物排放到土壤當(dāng)中，造成土壤受到不同程度的污染。此外，生活污水和牲畜排泄物等污水也會造成土壤受到污染，很多種植戶會利用牲畜的排泄物進行增肥，但很多農(nóng)家肥未經(jīng)過生物處理，這就使得很多含有較多的病毒和病原體的物質(zhì)通過作物影響群眾的身體健康。

2.4 固體垃圾物的排放

在一些情況下，社會群體很容易將工業(yè)制造物和生活固廢垃圾直接傾倒至土壤當(dāng)中，長時間的生物作用、雨水沖刷及日曬下，土壤會不斷吸收固廢垃圾中有害物質(zhì)，進而造成土壤污染。此外，礦產(chǎn)開采過程中產(chǎn)生的廢石、尾砂、廢渣和粉煤灰等固體物通過風(fēng)化等形式向周邊擴散，尤其是含有重金屬的礦物質(zhì)進入到土壤中造成污染。當(dāng)然，還有廢舊電器和報廢汽車含有鉛、汞、鎘電池等重金屬物質(zhì)以及多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚和石油烴等有機污染物，若處理不當(dāng)很容易造成土壤污染。目前主要采取的處理手段就是填埋，這種手段會造成大量污染物進入地下水中，造成水污染，河道和湖泊也會受到影響。

3 土壤污染修復(fù)路徑研究

3.1 土壤污染修復(fù)的宏觀層面建設(shè)路徑

首先，積極開展土壤污染修復(fù)示范點建設(shè)。積極遵循先規(guī)劃后實施、邊調(diào)查邊治理的基本原則，循序漸進、穩(wěn)步推進土壤污染治理和修復(fù)措施。針對不同區(qū)域土壤污染類型，制定可行性土壤修復(fù)規(guī)劃，確定先行治理區(qū)域、目標(biāo)及主要任務(wù)。一方面，選擇典型地區(qū)創(chuàng)建土壤修復(fù)綜合治理示范區(qū)，并以此為中心進行輻射，逐漸建立綜合性的土壤污染治理技術(shù)體系。另一方面，綜合考量區(qū)域性土壤污染類型、土壤利用現(xiàn)狀等情況，區(qū)域性開展一批土壤污染修復(fù)示范試點，加快推進土壤治理技術(shù)不斷融入。

其次，強化土壤修復(fù)科技支撐能力。為進一步夯實土壤污染科技保障能力，應(yīng)立足實際，提前謀劃，統(tǒng)籌推進土壤污染治理及修復(fù)重大科技支撐項目和重點研發(fā)項目的實施。加強土壤環(huán)境質(zhì)量與評價、土壤等級劃分、土壤風(fēng)險控制、土壤污染物與產(chǎn)品質(zhì)量、土壤健康等基礎(chǔ)應(yīng)用研究。在此基礎(chǔ)上，建立國家級、省部共建土壤污染修復(fù)重點實驗室或者工程技術(shù)中心，研發(fā)及推廣土壤環(huán)境保護、土壤污染治理的新技術(shù)、新產(chǎn)品及新裝備，進一步強化土壤修復(fù)科技支撐能力。

最后，構(gòu)建土壤修復(fù)投入機制。嚴(yán)格按照“誰污染、誰治理”“誰投資、誰受益”建設(shè)思路。建立以財政投入為主導(dǎo)，社會資本引入的主要合作模式，形成多角度、多渠道的土壤修復(fù)投入機制。具體而言，國家層面在污染等專項資金上給予土壤污染一定傾斜度，確保土壤修復(fù)投入逐漸增加。盡快設(shè)立國家、省、地區(qū)不同層面的土壤污染修復(fù)專項資金，重點支持土壤污染修復(fù)、土壤基礎(chǔ)調(diào)查、土壤環(huán)境保護等方面能力工作的建設(shè)。此外，以耕地為重點，建立土壤環(huán)境保護成效評估考核機制，對土壤污染修復(fù)作出重大貢獻的組織機構(gòu)給予一定資金獎勵，充分調(diào)動社會力量參與到土壤污染治理當(dāng)中。

3.2 土壤污染修復(fù)的微觀層面建設(shè)路徑

首先，重金屬污染的修復(fù)。主要是采取改變重金屬在土壤的存在狀態(tài)來實現(xiàn)土壤修復(fù)的目的。一般情況下，重金屬造成的土壤污染主要采取提取法、加熱解析法、生物炭改良劑等方式來進行修復(fù)，從而降低土壤的重金屬含量。從當(dāng)前實際情況來看，采取的重金屬污染修復(fù)方式是利用生物炭、石膏、石灰、氧化鐵等改進劑將重金屬固定在土壤中，最大程度地避免重金屬污染物的遷移。比如生物炭的添加能夠促進土壤Cd由活性較強的交換態(tài)向穩(wěn)定的有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化，而且這種促進作用隨生物炭使用量的增加而強化。同時生物量增加，可交換態(tài)Cd的含量逐漸降低，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd、有機質(zhì)及硫化物Cd含量逐漸提升，且鎘活性指數(shù)逐漸降低，從而降低Cd在土壤中的含量。與此同時，亦可采取植物、真菌等形式降解重金屬，逐漸恢復(fù)土壤的狀態(tài)，以此來實現(xiàn)重金屬污染的防治。

其次，生物污染的修復(fù)。針對土壤生物污染問題主要是采取不同形式的措施降低土壤各種菌類的含量，調(diào)節(jié)土壤酸堿度、溫度、濕度等來降低有害物質(zhì)含量。此外，土壤生物污染的修復(fù)還可以采取吸附手段來實現(xiàn)，主要是在土壤中施加田間吸附劑，有效降低土壤中病原體含量，從而很好地起到抑制作用，最大程度降低土壤生物污染程度。從目前實踐情況來看，土壤生物污染的波及范圍相對較小，可以采取綜合性技術(shù)手段，比如用臭氧的氧化功能來降低病原體含量。還可以采取生物有機物料經(jīng)高溫厭氧裂解產(chǎn)生的一類含碳量高、穩(wěn)定性高的固體產(chǎn)物，其較大的吸附面積、發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)及較多的表面負電荷等顯著特征使其成為鈍化土壤污染物的重要載體，顯著改善土壤結(jié)構(gòu)，增強作物對養(yǎng)分的吸收能力，從而為作物生長提供有利條件，這無疑對解決新土壤污染問題具有實踐意義。

再次，放射性污染的修復(fù)。一般情況下，放射性物質(zhì)造成的土壤污染問題治理難度相對較大，需要經(jīng)過長時間的治理。一方面，對土壤放射性物質(zhì)進行焚燒或者固化，最大程度防止放射性物質(zhì)進入土壤。另一方面，可采用自然衰竭法來降低放射性物質(zhì)對土壤的污染程度，雖整個處理過程會耗費大量的資金，但是能夠有效地控制污染。

最后，土壤污染的綜合修復(fù)。針對土壤污染問題，可采取土壤信息化檢測技術(shù)、淋洗法、作物輪作制度、殘膜的再循環(huán)、綠色殺蟲劑的開發(fā)、無害處理廢水等綜合性修復(fù)技術(shù)，增加土壤環(huán)境容量，達到凈化的目的。近年來，我國大力發(fā)展清潔能源，主要是通過采取生物工程、生態(tài)修復(fù)工程來實現(xiàn)土壤污染問題的綜合治理。總之，隨著土壤環(huán)境污染問題愈發(fā)受到社會群體的高度重視，各類土壤污染綜合治理應(yīng)用的范圍也越來越廣，初步遏制了土壤持續(xù)污染加劇的勢態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，土壤是我國的重要資源，但隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，土壤污染問題逐漸加劇，農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活等領(lǐng)域均受到不同程度影響，尤其是在國家大力提倡可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，解決土壤環(huán)境污染問題成為當(dāng)前重要關(guān)注點。需要對目前土壤污染主要來源、現(xiàn)狀、主要因素及成因進行系統(tǒng)分析與梳理，才能為下一步高效開展土壤污染的修復(fù)創(chuàng)造有利條件。因此，針對當(dāng)前土壤污染的現(xiàn)狀，最關(guān)鍵的是積極開展土壤污染修復(fù)示范點建設(shè)工作，進一步強化土壤污染治理的科技支撐作用，形成科學(xué)合理的土壤修復(fù)投入機制。同時，加強重金屬污染、生物污染、放射性物質(zhì)污染等領(lǐng)域的治理力度，從而實現(xiàn)土壤綜合治理的目的。